透光镜沈括(古代科技梗,北宋沈括十分好奇的“透光镜”是什么玩意?)

北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中是这样记载的:“世有透光鉴,鉴背有铭文,凡二十字,字极古,莫能读。以鉴承日光,则背文及二十字,皆透在屋壁上,了了分明。人有原其理,以谓铸时薄处先冷,唯背文上差厚,后冷而铜缩多。文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。予观之,理诚如是。然余家有三鉴,又见他家所藏,皆是一样,文画铭字无纤异者,形制甚古,唯此一样光透,其他鉴虽至薄者皆莫能透,意古人别自有术。”


透光镜沈括(古代科技梗,北宋沈括十分好奇的“透光镜”是什么玩意?)


从沈括的文字中,我们能够看出,他对“透光镜”的原理也十分好奇。


他认为古铜镜能透光是因为铸造时薄的地方冷却快,厚的地方冷却慢,从而出现了不同程度的收缩。


纹饰虽然在背面,但厚薄不均的镜面仍会留下肉眼察觉不到的微小变化,所以才会造成铜镜“透光”的奇异现象。


透光镜沈括(古代科技梗,北宋沈括十分好奇的“透光镜”是什么玩意?)


但沈括的解释并不足以真正解开“透光镜”的奥秘。


近些年,经过科研人员的努力研究,铜镜透光的秘密才真正被解开。


原来,这种“透光镜”之所以能够透光,是因为镜面的曲率是不同的。


在铸造过程中,镜背的花纹图案凹凸处厚薄不同,经凝固收缩而产生铸造应力,铸造后经研磨又产生压应力,因而形成物理性质上的弹性形变。


透光镜沈括(古代科技梗,北宋沈括十分好奇的“透光镜”是什么玩意?)


当研磨到一定程度时,这种弹性形变叠加作用,使镜面与镜背花纹之间产生相应的曲率,而这些凭肉眼是看不出来的。


所以,当光线照射在镜子上时,肉眼看到的是光照射在了平滑的镜面上,实际上光却照射在了曲率不同的纹理上,出现了不同的反射光线,于是铜镜就投射出了花纹。


“透光镜”就是这么形成的。